CN102695123A

CN102695123A - 基于智能手机的老年人摔倒监测和求助方法

Info

Publication number: CN102695123A
Application number: CN2012101446665A
Authority: CN
Inventors: 於志文; 张星; 贺会磊; 罗惠; 倪红波; 郭斌
Original assignee: Northwestern Polytechnical University
Current assignee: Northwestern Polytechnical University
Priority date: 2012-05-11
Filing date: 2012-05-11
Publication date: 2012-09-26

Abstract

本发明涉及一种基于智能手机的老年人摔倒监测和求助方法，其特征在于：当加速度传感器检测的摔倒时间t=2h/g=0.452s时，用户处于摔倒状态时；智能手机系统使用手机的通讯功能向事先设定的安全号码发送求助信息，结合手机的GPS功能提供用户当前的位置数据；然后通过智能设备的蓝牙模块，牙自动监测周围的智能设备，进而组建成一个双跳的Ad-Hoc网络并对网内的其他设备发送一条要求转发的求助信息。有益效果是：不依赖需要固定的传感器固件，具有较好的便携性；在现有的定向求助基础上，通过蓝牙技术自组Ad-Hoc临时网络对周围所有智能设备自动发送求助信息，缩短了求助范围，提高了求助的有效性。

Description

基于智能手机的老年人摔倒监测和求助方法

技术领域

本发明涉及一种基于智能手机的老年人摔倒监测和求助方法，利用智能手机内置传感器进行摔倒监测，在意外发生时通过手机蓝牙端口组建临时网络对周围设备就近的发送求助信息，为用户提供高效的遇险求助。

背景技术

随着嵌入式计算机应用技术的发展，在信息时代的移动社会网络环境下，出现了各种兼有通信和计算能力的手持信息设备，如智能手机，PDA，平板电脑等。他们取代传统计算机处理数据，以用户为媒介广泛分布在日常生活的各个场所。用户能够从任意设备或终端获取当前设备上的传感器信息，与其他设备组建Ad-Hoc临时网络，并交流数据。

智能手机作为便携性最强的智能设备，其丰富的传感数据使其在人类生活的方方面面得到广泛的应用，其中通过智能手机判断老年人是否摔倒并提供个性化服务也是应用之一。

联合国人口司2009年3月11日发表的人口预测报告显示到2050年世界老龄人口将从目前的4.75亿增长到16亿，在全球老龄化现象日益严重的大环境下，老年人的安全辅助问题更是重中之重。针对老年人易跌倒的问题，除了事前的防范之外，在发生跌倒情况时，能在第一时间内向最近的人员发出求救信号，可以更快对用户提供救助，以降低伤害。

目前已经出现了一些基于传感器的老年人摔倒自动监测报警系统，但是传感器设备庞大复杂，不方便用户随身携带随时监测。同时信息处理方法没有融入点对点临时网络的思想，使得判断老年人摔倒后求助方式简单，往往不能有效地发送求助信息，贻误治疗时机。

专利200320100468.5，200620075599.6，200620003000.8，20062007005.6将传感器固定在老年人身体上，通过传感器的倾斜程度判断老人是否摔倒，并采用语音报警，无法保证用户体验和求助质量。专利200720097622.6给传感器增加了定位功能，使求助信息更加准确，但是仍然没有改进求助方式。专利200920171759.0可以向任何指定位置报警，但是需要额外安装基站，显然也不利于实际应用。专利200320100468.5，200720125141.1实现了摔倒监测与普通手机通讯功能的结合，在摔倒后可以通过手机对指定目标拨号求助，但是这样往往面临求助对象无应答，或者距离太远救助不及时的问题，依旧没有实现摔倒监测在手机平台的实现。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种更适用于老年人的摔倒监测与求助方法。该方法能够在老年人可随身携带的智能手机上实现摔倒监测，并结合Ad-Hoc技术自组网络与周围的智能设备进行交互，对网内设备迅速发送求助信息。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案主要包括以下步骤：

步骤一：使用智能手机内置的加速度传感器进行摔倒监测；

人体摔倒有其独特的加速度变化特征。通过智能手机内置的加速度传感器分析人体加速度的持续变化，可以判断人体是否摔倒，具体方法如下：

在正常状态下人体的加速度为重力加速度，大小为9.8kg/m²。当人体正常运动的时候，加速度大小始终在重力加速度附近浮动且变化均匀。而当人体摔倒时，加速度的变化特征分为三个状态。

在摔倒的瞬间，由于失重，加速度会瞬时降低到6kg/m²以下；同时在0.5秒内，人体将会与地面发生撞击，加速度会快速增大；最后，当人体摔倒后，由于丧失自救能力，在一定时间内，人体加速度会回到正常值9.8kg/m²。

在这里将人体摔倒和撞击地面时间限制在0.5秒内的原因是正常人体离地面高度为1m左右，摔倒时间根据公式t=2h/g=0.452s。故0.5s足以完成摔倒过程。

综上，人体摔倒过程就是状态的持续变化，即从“正常”变成“失重”，再变成“撞击”，最后变成“正常”。本发明中，通过设置状态变量表示人体身体状态变化，若满足以上的变化规律则认为老人摔倒。

步骤二：用户确认求助

当用户处于摔倒状态时，首先会有相应的等待时间由用户本人判断是否是误报。如果用户不解除报警，系统会先进行定向求助。定向求助是使用手机的通讯功能向事先设定的安全号码发送求助信息，结合手机的GPS功能可提供用户当前的位置数据。

步骤三：自组网求助；

本发明需要打开智能设备的蓝牙模块，当用户确认求助后，智能手机能够通过蓝牙自动监测周围的智能设备，进而组建成一个双跳的Ad-Hoc网络并对网内的其他设备发送一条要求转发的求助信息。

本发明的有益效果是：提出了一种基于智能手机的摔倒监测方法，与现有的摔倒监测方法相比，不依赖需要固定的传感器固件，具有较好的便携性；在现有的定向求助基础上，通过蓝牙技术自组Ad-Hoc临时网络对周围所有智能设备自动发送求助信息，缩短了求助范围，提高了求助的有效性。

附图说明

图1示出了本发明实例中的智能设备信息交互关系；

图2示出了本发明所述摔倒监测方法的处理流程简图；

图3示出了本发明所述求助方法的处理流程详图。

具体实施方式

以空巢老人所处家居环境为例，其智能设备关系就可以表示成图1的形式。由图1可知，老人身上携带的智能手机M1作为终端，在其周围一定范围内的其他智能设备如笔记本电脑、平板电脑、智能手机，记为M2,M3,M4…，通过蓝牙技术，这些智能设备可随时组成Ad-Hoc网络交互信息。当意外发生时，求助信息可以迅速的散播到其所居住的小区内保证其获得及时的帮助。

本发明所述对老年人实现摔倒监测的处理流程如图2所示，详细步骤如下：

步骤201：初始化人体状态变量为“正常”，以100ms每次的频率监测加速度大小变化。若加速度小于6kg/m²，说明用户可能出现失重状况，转到步骤202。

步骤202：将状态变量设置为“失重”，监测加速度变化率。计算加速度变化率的方法为100ms内加速度之差除以时间。若0.5s内加速度变化率大于30kg/m³，说明用户发生撞击，转到步骤203。否则回到步骤201。

步骤203：将状态变量设置为“撞击”，若在5s内加速度大小恢复为正常值，说明用户已经摔倒无自救能力，转到步骤204。否则用户可能是在剧烈运动，回到步骤201继续监测。

步骤204：启动智能求助服务。详细流程见步骤301至步骤303。

本发明所述对老年人实现智能求助的详细处理流程如图3所示，详细步骤如下：

步骤301：当系统启动求助服务时，将会出现一个误报解除界面。如果系统不慎出现误报，用户可以手动解除，则求助服务结束。如果用户20秒内不解除，则默认为用户摔倒无行动能力，转到步骤302。

步骤302：根据用户预先设置的安全号码，对指定的客服端发送求助信息，若结合GPS模块可同时发送用户的定位信息。并转到步骤303。

步骤303：开启智能手机的蓝牙客户端，搜索附近的智能设备，组建一个Ad-Hoc网络。对于网络内每一个客户端，用户携带的智能手机将会依次对其发送一个可转发的求助信息。

步骤304：智能手机把求助信息发送给网络范围内每一个智能设备的同时，接收到求助信息的智能设备可以作为中介将求助信息转发给其他设备。由于传输的信息关系到用户生命健康，本方法使用了泛洪机制传递求助信息。确保求救信号的迅速广泛扩散。

Claims

1.一种基于智能手机的老年人摔倒监测和求助方法，其特征在于步骤如下：

步骤1使用智能手机内置的加速度传感器进行摔倒监测：当加速度传感器检测的摔倒时间t=2h/g=0.452s时，用户处于摔倒状态时；

步骤2：当用户处于摔倒状态时，且用户不解除报警，智能手机系统使用手机的通讯功能向事先设定的安全号码发送求助信息，结合手机的GPS功能提供用户当前的位置数据；

步骤3：然后通过智能设备的蓝牙模块，牙自动监测周围的智能设备，进而组建成一个双跳的Ad-Hoc网络并对网内的其他设备发送一条要求转发的求助信息。